2015 LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS

IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
2015
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
FUNDACIÓN BBVA
PONENTE
La
con sus ocho categorías, avances fundamentales,
disciplinares o supradisciplinares en las áreas de
las ciencias básicas, naturales y sociales y de la
Fundación BBVA fomenta y apoya la
tecnología. Reconocen también la creación de
investigación científica y la creación artística de
excelencia en la música clásica de nuestro tiempo.
excelencia, incentivando de manera singular
Finalmente, dos cuestiones centrales de la
los proyectos que desplazan las fronteras de lo
sociedad global del siglo xxi, el cambio climático
conocido. Sus áreas de atención preferente son
y la cooperación al desarrollo socioeconómico de
las ciencias básicas, la biomedicina, las ciencias
amplias zonas del mundo, son también objeto
del medio ambiente, las tecnologías de la
de estos galardones, que contemplan tanto
información y la comunicación, la economía y la
la investigación sobresaliente sobre esas dos
sociedad, las humanidades y las artes.
problemáticas, cuanto las actuaciones de tipo
diverso que representen avances significativos en
La difusión del conocimiento y, en general,
su abordaje. Estos premios, en su octava edición,
la proyección social de la ciencia constituyen
están ya consolidados como uno de los más
igualmente prioridades para la Fundación BBVA.
prestigiosos galardones a escala internacional.
En ellas se enmarca el ciclo La ciencia del cosmos,
la ciencia en el cosmos, ya en su cuarta edición.
Dirigidos específicamente a los investigadores
españoles, son los premios que la Fundación
El apoyo a la investigación, la formación
BBVA convoca conjuntamente cada año con la
avanzada y la difusión se traduce también en
Real Sociedad Española de Física, y desde 2015
diversas familias de premios. Destacan en este
con la Real Sociedad Matemática Española, cuyo
punto los Premios Fundación BBVA Fronteras del
objeto es reconocer la excelencia en el avance de
Conocimiento, creados en 2008 para distinguir,
estas disciplinas.
3
CALENDARIO DE CONFERENCIAS 2015
Fundación BBVA
Palacio del Marqués de Salamanca
Paseo de Recoletos, 10 • 28001 Madrid
19:30 h
Se ofrecerá traducción simultánea
Imprescindible confirmar asistencia
Aforo limitado
[email protected] 91 374 54 00
n 8 de abril de 2015
n 1 de junio de 2015
Cometas y planetas
Prof. Willy Benz
Universidad de Berna, Suiza
El universo de alta energía:
rayos gamma, rayos cósmicos,
estrellas de neutrones y agujeros negros
n 21 de abril de 2015
El descubrimiento
de la expansión del universo
Prof. James E. Peebles
Universidad de Princeton, EE. UU.
Prof. Roger Blandford
Instituto Kavli de Astrofísica de
Partículas y Cosmología (KIPAC),
Universidad de Stanford, EE. UU.
n 14 de septiembre de 2015
La primera luz,
desde los confines de la Tierra
Prof. John M. Kovac
n14 de mayo de 2015
El universo, una constante sorpresa
Prof.ª Wendy Freedman
Universidad de Chicago, EE. UU.
Universidad de Harvard, EE. UU.
n 15 de octubre de 2015
E l asombroso xenón líquido para la
detección de WIMPs de materia oscura
Prof.ª Elena Aprile
Universidad de Columbia, EE. UU.
DIRECTORA DEL CICLO
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PRESENTACIÓN
que abre interrogantes profundos sobre nuestro
origen y sobre la composición del universo.
B ienvenidos al ciclo de conferencias sobre
En esta cuarta edición se habla de la materia
oscura y de los más recientes intentos de
detectarla con grandes instalaciones bajo
tierra (E. Aprile); de la expansión del universo y
las dificultades que presenta su medición (W.
Freedman); de los aceleradores cósmicos de
partículas (R. Blandford). Y también de algunas
cuestiones que han ocupado los medios
de comunicación en los últimos meses. La
detección de los patrones de polarización «en
remolino» a escalas angulares cercanas a un
grado en el fondo cósmico de radiación de
microondas, anunciada por el experimento
BICEP2, y su interpretación ¿Son ondas
gravitatorias del Big Bang o el reflejo del polvo
interestelar? (J. Kovac). Y el aterrizaje de la sonda
espacial Rosetta en el cometa ChuriumovGuerasimenko, que nos ha tenido y continúa
teniéndonos en vilo, más la información que
está proporcionando sobre los cometas y
su papel en la formación del sistema solar
(W. Benz). Como dice James E. Peebles, en la
ciencia natural exploramos las maravillas de la
naturaleza mediante aproximaciones sucesivas.
astrofísica y cosmología La ciencia del cosmos,
la ciencia en el cosmos que desde el año 2011 la
Fundación BBVA viene ofreciendo en su sede
de Madrid, conferencias también disponibles
en formato digital y edición bilingüe para un
público internacional.
El año 2015 es el Año Internacional de la Luz y
se cumple el primer centenario de la teoría de
la relatividad general de Einstein. Es también
un año emblemático para la ciencia del
cosmos porque hace medio siglo A. Penzias y
R. Wilson descubrieron —accidentalmente—
el fondo cósmico de radiación de microondas,
la luz más antigua del universo, el resplandor
del Big Bang. En esta cuarta edición del ciclo,
celebramos el descubrimiento de la mano
de un testigo excepcional: James E. Peebles,
quien, en aquel momento, era estudiante
de doctorado en Princeton y fue coautor
de la publicación en la que se detallaban
las consecuencias revolucionarias del
descubrimiento. El fondo cósmico de radiación
de microondas estableció la teoría del Big Bang
más allá de cualquier duda razonable. Medio
siglo más tarde tenemos un modelo estándar
de la cosmología que describe casi catorce
mil millones de años de evolución cósmica, y
5
Prof.ª Ana Achúcarro
Catedrática de Física Teórica
Universidad de Leiden, Holanda
Universidad del País Vasco UPV-EHU
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
COMETAS Y PLANETAS
L os cometas son restos de la formación
del sistema solar que han permanecido a
una gran distancia del Sol durante miles de
Miércoles, 8 de abril de 2015 n 19:30 h
millones de años. Por casualidad, algunos de
estos cuerpos entran en las regiones interiores
del sistema solar permitiéndonos estudiar
los primitivos bloques de construcción de
nuestro propio sistema planetario. Aunque
a lo largo de la historia se han estudiado
diversos cometas, la misión Rosetta de la
Agencia Espacial Europea (ESA) nos ofrece
la oportunidad única de conocer uno de
ellos desde muy cerca. Esta charla presentará
y analizará algunos resultados de esta
6
MODERA
extraordinaria misión y ofrecerá una visión
Prof. Jesús Martín-Pintado
general del origen de los cometas y su papel
Centro de Astrobiología INTA-CSIC
en la formación y evolución de los planetas.
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PROF. WILLY BENZ
trasladó a la Universidad de Berna, donde
Director del Instituto de Física
Universidad de Berna, Suiza
en 2002. Desde 2014 es también director
es nombrado director del Instituto de Física
PONENTE
del Centro Nacional Suizo de Competencia
Willy
en
Benz
estudió
Física
en
Investigación
PlanetS,
dedicado
las
al estudio del origen, la evolución y la
universidades de Neuchâtel y Ginebra, en
caracterización de los planetas. Es además
Suiza, donde se doctoró. Después de una
el investigador principal de CHEOPS, la
estancia posdoctoral en el Laboratorio
primera misión de clase S (a pequeña
Nacional de Los Álamos (LANL), Nuevo
escala) del programa científico de la ESA.
México, ha ocupado diversos cargos
El profesor Benz está especializado en la
académicos en las universidades de
formación y la evolución de los sistemas
Harvard, Arizona y Ginebra. En 1997 se
planetarios.
7
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
EL DESCUBRIMIENTO James E. Peebles describirá cómo surge la idea
el universo se expande y presentará
DE LA EXPANSIÓN delos queprincipales
descubrimientos que se
consideran
evidencia
de esa expansión. Las
DEL UNIVERSO
pruebas incluyen un mar fósil de radiación
térmica, un resto de cuando el universo era
Martes, 21 de abril de 2015 n 19:30 h
denso, caliente y se expandía a una velocidad
mucho mayor que la actual. Esta radiación fósil
está marcada por el primitivo crecimiento de
estructuras que ahora vemos como galaxias
de estrellas rodeadas de planetas. Al igual
que en otras ramas de la ciencia natural, los
extraordinarios avances en la comprensión de
la evolución del universo conducen a nuevas
cuestiones, y la más inmediata es la naturaleza
de la materia oscura, una exigencia de la teoría
8
MODERA
más aceptada. En la ciencia natural exploramos
Prof. Juan García-Bellido
las maravillas de la naturaleza mediante
Instituto de Física Teórica UAM/CSIC
aproximaciones sucesivas.
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PROF. JAMES E. PEEBLES
algunas de las más importantes propiedades de
Catedrático de Ciencia
Universidad de Princeton, EE. UU.
de microondas. Posteriormente desarrolló la base
las fluctuaciones de la radiación del fondo cósmico
PONENTE
para la descripción estadística de la estructura del
James E. Peebles es titular emérito de la cátedra Albert
universo. Es, desde hace tiempo, uno de los principales
defensores del modelo jerárquico de la formación de
Einstein de Ciencia en la Universidad de Princeton. Nacido
estructuras. En los años 80, subrayó la necesidad de una
en Winnipeg, Canadá, se graduó por la Universidad
constante cosmológica. Sus dos conocidos libros sobre
de Manitoba en 1958 y se trasladó a Princeton como
cosmología física han formado a diversas generaciones
estudiante de posgrado, donde ha llevado a cabo
de cosmólogos, convirtiendo esta ciencia en una rama
su carrera profesional. Su influencia se deja notar en
de la física. El profesor Peebles ha recibido prestigiosos
la cosmología moderna a través de contribuciones
premios, entre ellos la Medalla Eddington (1981) y
fundamentales para la comprensión del fondo cósmico
la Medalla de Oro (1998), ambas de la Real Sociedad
de microondas (CMB), la abundancia de elementos
Astronómica (RAS) de Reino Unido, el Premio Gruber de
primordiales, la materia oscura, la energía oscura y la
Cosmología (2000) con Allan Sandage, el Premio Shaw
formación de estructuras. El profesor Peebles predijo,
(2004), el Premio Crafoord (2005) de la Real Academia
con Robert Dicke y otros investigadores, la existencia
Sueca de Ciencias, con James Gunn y Martin Rees, y
de la radiación de fondo cósmico (anunciada antes por
recientemente la Medalla Dirac (2013). Ha recibido
Ralph Alpher y Robert Herman) y planeó su búsqueda
títulos honoríficos por las universidades de Toronto,
justo antes de que fuera encontrada por Arno Penzias y
Chicago, McMaster, Manitoba, Newcastle upon Tyne y
Robert Wilson en 1964. También predijo, ya hacia 1970,
la Universidad Católica de Lovaina.
9
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
EL UNIVERSO,
UNA CONSTANTE
SORPRESA
En las últimas décadas los astrónomos han
logrado identificar los componentes del
universo, que sorprendentemente apenas
se parece a la idea que sobre él se tenía
hace unas décadas. Está lleno de materia
oscura que no es visible y de energía que
Jueves, 14 de mayo de 2015 n 19:30 h
llena todo el espacio, lo que hace que su
expansión se acelere con el tiempo. Se están
descubriendo miles de planetas más allá de
nuestro sistema solar. Nuevos telescopios
gigantes proyectados para la próxima década
MODERA
revelarán probablemente más sorpresas. En
Prof.ª Ángeles Díaz Beltrán
esta conferencia se describirán los últimos
Departamento de Física Teórica, UAM
10
avances en este campo.
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PROF.ª WENDY FREEDMAN
Catedrática Universitaria
pasada como la actual, y la caracterización de la
Universidad de Chicago, EE. UU.
naturaleza de la energía oscura. Dirigió un equipo
Wendy Freedman es uno de los siete Catedráticos
PONENTE
de la tasa de expansión del universo, tanto la
de treinta astrónomos en el Proyecto Telescopio
Espacial Hubble (HST Key Project) para medir la
Universitarios de la Universidad de Chicago
tasa de expansión del universo. Es la investigadora
nombrados por el presidente de dicha institución.
principal de un nuevo programa que pretende
Durante once años (2003-2014) ha ocupado el
utilizar el telescopio espacial Spitzer para medir la
puesto de directora de los Observatorios Carnegie
constante de Hubble con una precisión del 3%.
de Pasadena, California. Nacida en Toronto,
La profesora Freedman es miembro electo de la
Canadá, se doctoró en Astronomía y Astrofísica
Academia Americana de las Artes y las Ciencias
por la universidad de su ciudad en 1984. Ese
desde el año 2000. En 1994 le fue concedida
mismo año recibió una beca Carnegie y se trasladó
la Cátedra y Premio Marc Aaronson, en 2000
a los Observatorios donde pasó a formar parte del
el Premio McGovern y en 2002 el Magellanic
cuerpo permanente de la Facultad en 1987 y fue
Premium de la Sociedad Filosófica Americana. En
nombrada directora en 2003. Actualmente preside
2003 entró a formar parte de la Academia Nacional
el Consejo de Dirección del Telescopio Gigante
de las Ciencias de Estados Unidos y en 2007 de la
de Magallanes (GMT), un telescopio óptico de
Sociedad Filosófica Americana. En 2009 fue uno
25 metros de diámetro cuya construcción está
de los tres galardonados con el Premio Gruber de
prevista para el año 2020 en Chile. Sus principales
Cosmología. En 2012 fue elegida miembro de la
intereses como investigadora son la medición
Sociedad Americana de Física.
11
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
EL UNIVERSO DE ALTA ENERGÍA: L as fuentes cósmicas muestran una
tendencia a acelerar las
RAYOS GAMMA, RAYOS CÓSMICOS, extraordinaria
partículas elementales a niveles enormes de
ESTRELLAS DE NEUTRONES energía, mucho más altos de los que se pueden
en la Tierra. Unas veces observamos
Y AGUJEROS NEGROS conseguir
estas partículas directamente como rayos
cósmicos, otras de modo indirecto a través de
Lunes, 1 de junio de 2015 n 19:30 h
los rayos gamma de alta energía que emiten. Se
cree que las fuentes subyacentes que emiten
estas partículas son agujeros negros, estrellas
de neutrones y ondas de choque intensas.
MODERA
Dr. Simone Migliari
12
Centro de Operaciones Científicas XMM-Newton,
Agencia Espacial Europea (ESA)
En esta conferencia se analizarán algunos
mecanismos de aceleración de partículas y se
expondrán otras observaciones recientes.
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PROF. ROGER BLANDFORD
Director del Instituto Kavli de Astrofísica
de Partículas y Cosmología (KIPAC)
Universidad de Stanford, EE. UU.
Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología
(KIPAC), y en titular de la Cátedra Luke Blossom
en la Escuela de Humanidades y Ciencias. Sus
investigaciones se centran en la astrofísica de
PONENTE
los agujeros negros, la cosmología, el efecto de
R oger Blandford se doctoró por la Universidad
lente gravitatoria, la física de los rayos cósmicos y
las estrellas compactas. Es miembro electo de la
de Cambridge. Tras sus estudios posdoctorales en
Royal Society, de la Academia Americana de las
Cambridge, Princeton y Berkeley, empezó a trabajar
Artes y las Ciencias, de la Sociedad Americana de
en 1976 en el Instituto de Tecnología de California,
Física y de la Academia Nacional de las Ciencias
donde fue nombrado titular de la Cátedra Richard
de Estados Unidos. Entre 2008 y 2010 dirigió un
Chace Tolman de Astrofísica Teórica en 1989. En
Decadal Survey de Astronomía y Astrofísica para
2003, se trasladó a la Universidad de Stanford
la Academia Nacional de las Ciencias de Estados
para convertirse en el primer director del Instituto
Unidos.
13
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
LA PRIMERA LUZ, El fondo cósmico de microondas es la luz más
que podemos ver. Surgió poco después
DESDE LOS CONFINES antigua
del Big Bang y a través de 13.800 millones de
DE LA TIERRA años ha cruzado todo el universo, aportando
señales tan débiles como exquisitamente
detalladas de la composición y la dinámica del
Lunes, 14 de septiembre de 2015 n 19:30 h
universo temprano. Los nuevos telescopios han
avanzado mucho en sensibilidad y son capaces
de observar estas señales tanto desde el espacio
como desde el Polo Sur. En estos momentos
generan mapas de la infancia del universo y
MODERA
Prof.ª Ana Achúcarro
14
Universidad de Leiden, Holanda
Universidad del País Vasco UPV-EHU
analizan diversas teorías de los primeros
instantes, cuando la mecánica cuántica y la
relatividad general podrían haber colaborado
para impulsar el mismísimo Big Bang.
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PROF. JOHN M. KOVAC
ha participado en el diseño, implementación
Profesor de Astronomía y Física
Universidad de Harvard, EE. UU.
telescopios CMB en la Estación Amundsen-
y operatividad de ocho generaciones de
Scott en el Polo Sur, lugar que ha visitado
PONENTE
24 veces desde su primera estancia allí
John
como estudiante en 1990. En el año 2002,
M. Kovac es profesor asociado de
su trabajo doctoral con John E. Carlstrom
Astronomía y Física en la Universidad de
sobre el proyecto DASI incluía la primera
Harvard. Sus investigaciones en el campo de
detección de polarización del fondo cósmico
la cosmología se centran en la observación
de microondas (CMB). Es el responsable del
del fondo cósmico de microondas (CMB)
proyecto BICEP2 y, junto a sus colegas Clem
para descubrir señales de los procesos
Pryke, Chao-Lin Kuo y Jamie Bock, codirige
físicos que provocaron el nacimiento del
la serie de experimentos BICEP y Keck Array,
universo, la evolución de su estructura y su
que en la actualidad también incluyen el Keck
expansión actual. En las últimas dos décadas
Array y BICEP3.
15
IV CICLO DE CONFERENCIAS DE ASTROFÍSICA Y COSMOLOGÍA
EL ASOMBROSO XENÓN LÍQUIDO D iversos experimentos tratan hoy de
de qué se compone la materia
PARA LA DETECCIÓN DE WIMPs averiguar
oscura que llena nuestro universo, lo que
DE MATERIA OSCURA da lugar a un campo de investigación muy
dinámico. Esta exposición hará un repaso de
lo que conocemos (o no) sobre la naturaleza
Lunes, 15 de octubre de 2015 n 19:30 h
de la materia oscura, antes de presentar los
principios básicos para su detección directa
en detectores a escala de laboratorio, en
especial, las partículas masivas de interacción
débil (WIMPs). La profesora Aprile comenzará
ofreciendo una visión global del campo
de investigación, para centrarse en un tipo
determinado de experimentos que utilizan
16
MODERA
xenón líquido; hasta la fecha, el método más
Dr. Michele Maltoni
prometedor para la detección directa de
Instituto de Física Teórica UAM/CSIC
WIMPs en la Vía Láctea.
LA CIENCIA DEL COSMOS, LA CIENCIA EN EL COSMOS
PROF. ª ELENA APRILE
la tecnología del detector de imágenes con
Catedrática de Física
experimentos similares. Sus publicaciones, su
Universidad de Columbia, EE. UU.
xenón líquido, utilizada en XENON y en otros
articulo monográfico en Reviews of Modern
PONENTE
Physics y su libro sobre las propiedades
E lena Aprile, catedrática de Física en la
del xenón líquido para la detección de
radiación son de obligada referencia. Ha
Universidad de Columbia, ha alcanzado
participado en numerosos comités y jurados.
un gran reconocimiento por su trabajo
La investigación y el desarrollo de detectores
experimental con detectores de líquido
de xenón líquido de los que es pionera
noble para la investigación en astrofísica
seguirán jugando un papel fundamental en
de rayos gamma y física de astropartículas.
el futuro: desde experimentos orientados
Es fundadora y portavoz del experimento
a responder cuestiones esenciales, tales
XENON de materia oscura, una de las
como la naturaleza de la materia oscura y
búsquedas directas de materia oscura más
el neutrino, hasta nuevos mecanismos con
sensibles hoy en el mundo. La profesora
un mayor potencial para el tratamiento de
Aprile ha sido pionera en el desarrollo de
imágenes médicas e industriales.
17
Créditos fotográficos:
Portada: © NASA/ESA/ESO/W. Freudling (ST-ECF); págs. 2 y 3: ESA, NASA y Felix Mirabel;
págs. 4 y 5: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); págs. 6-11, 16 -17: © PureStock by Age Fotostock;
págs. 12 y 13: ESA/Hubble & NASA; págs. 14 y 15: ESA/ NASA/ UCL (G. Tinetti); pág. 18: NASA / JPL / Space Science Institute
(Encelado); ESA / Rosetta / MPS para OSIRIS equipo MPS / UPD / LAM / IAA / RSSD / INTA / UPM / DASP / AIF y Gordan
Ugarkovich (Tierra); Robert Vanderbei, Universidad de Princeton (Luna); ESA / Rosetta / NavCam (67P / C-G);
pág. 19: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute. Fotografías ponentes: Prof. Willy Benz, © Annette Boutellier.
Impreso en papel ecológico
Diseño y maquetación: LA FACTORÍA DE EDICIONES
D. L.: BI-401-2015
www.fbbva.es